Ефективність обробок насіння цукрових буряків проти основних шкідників: можливі наслідки нещодавньої заборони неонікотиноїдів (частина 1)

 

Цукровий буряк є прибутковою технічною культурою, яку вирощують у комерційних цілях для виробництва цукру. В Європі його вирощують на площі приблизно 2 млн га, що становить близько 70% загальної орної землі у світі. У Хорватії, яка є однією з країн-членів ЄС, цукор є важливим експортним продуктом. До 2012 року в Хорватії посівна площа цукрових буряків складала 23 215 га при середній урожайності 50,95 т/га, але за останні роки виробництво буряків скоротилося не тільки в Хорватії, а й у всьому Союзі. Наприклад, у 2018 році урожайність цукрових буряків зменшилася на 15%, порівняно з 2017 роком, а виробництво цукрових буряків скоротилося на 40% — до 524 тис. т.

За матеріалами статті на тему «Ефективність обробок насіння проти основних шкідників цукрових буряків: можливі наслідки нещодавньої заборони неонікотиноїдів» («The Efficacy of Seed Treatments on Major Sugar Beet Pests: Possible Consequences of the Recent Neonicotinoid Ban») журналу «Агрономія» («Agronomy») (11) 2021 р.

Цукровий буряк має тривалий вегетаційний період до 200 днів, протягом якого він може піддаватися впливу різних хвороб, комах-шкідників та грибкових захворювань. За даними Мейєра, фенологічні стадії росту цукрових буряків визначаються наступним чином: проростання від 00 — сухе насіння до 09 — сходи, коли пагін видніється на поверхні ґрунту; розвиток листя або стадія молодих рослин від 10-го справжнього листка: сім'ядолі розгорнуті горизонтально до 19 — дев’ять і більше листків; розвиток розетки (змикання рядків) від 31 — початок змикання рядків: листя закриває 10% поверхні землі до 39 — повне змикання рядків: листя покриває 90% поверхні землі; розвиток вегетативних частин рослин під кодом 49 — коренеплід буряка досягає повної зрілості. Інші етапи розвитку буряка являють собою появу суцвіть на 2-й рік росту. Ідентифікаційні коди BBCH показані на Рис. 1. Скорочення виробництва буряків пов’язане з економічними причинами та зміною кліматичних умов, що призвело до серйозних проблем, пов’язаних із неможливістю ефективної боротьби зі шкідниками. У Хорватії шкідники є обмежуючим фактором у виробництві цукрових буряків.

Рис. 1. Фенологічний розвиток цукрових буряків показано за допомогою кодів BBCH наступним чином: 00 посів (сухе насіння), 01-09 проростання, 10-19 розвиток листя, 31-39 розвиток розетки та 49 розвиток вегетативної частини рослини (кореня) за Майєром

Найпоширенішими шкідниками, які вражають цукровий буряк на ранніх стадіях розвитку листя (BBCH 10-19) і завдають великої шкоди, є дротяники (Agriotes), які живуть у ґрунті та харчуються коренеплодами. Основна шкода проявляється навесні у вигляді проріджування посівів та скорочення урожайності. Блішки (Chaetocnema tibialis) завдають шкоди, харчуючись листям, утворюючи в ньому невеликі круглі отвори (1 мм в діаметрі), які збільшуються в міру росту листя. Іноді крім листя вони також живляться стеблами. Коли рослина знаходиться в стадії сім’ядолі, одна блішка може завдавати 33% шкоди на добу, три блішки — до 62% і п’ять блішок можуть завдати шкоди до 90%. Їх активність зростає з підвищенням температури, тобто більше шкоди в теплішому кліматі. Бурякові довгоносики (Bothynoderes punctiventris) з’являються з ґрунту ранньою весною, коли верхній шар землі нагрівається до температури 6-10°С. Зазвичай цукрові буряки в цей час знаходяться в стадії сім’ядолі, тому їх пошкодження можуть бути значними. За добу один дорослий довгоносик може з’їсти до 50% рослин на 1 м2. Знову ж таки, швидкість живлення комах збільшується з підвищенням температури. При 20°С дорослий довгоносик з’їдає 34 мм2 площі листя, а при 32°С вона збільшується до 145 мм2. Гусениці совки (Agrotis segetum, Agrotis ypsilon та Euxoa temera) можуть завдавати шкоди понад 150 рослинам-господарям. Перше покоління гусениць є найбільш шкідливим, харчуючись підземними та надземними частинами молодих рослин. Зараження може призвести до проріджування посівів та зниження врожайності. 5-10 гусениць виду A. ipsilon можуть пошкодити 90% рослин висотою до 8 см. Пізніше в період вегетації цукрові буряки можуть бути атаковані декількома видами попелиць, такими як кореневі Smynthurodes phaseoli, Pemphigus fuscicornis і Pemphigus betae та наземні Aphis fabae та Myzus persicae. Крім попелиць, гусениці молі (Scrobipalpa ocellatella), капустяної совки та яскраво-коричневої молі (Mamestra brassicae і Lacanobia oleracea), а також сріблястої молі (Autographa gamma) можуть пошкоджувати цукрові буряки під час вегетаційного сезону.

У Хорватії ґрунтові шкідники (переважно дротяники) зазвичай контролювалися з застосуванням ліндану, тербуфосу, форату, хлормефосу, хлорпірифосу, фоксиму та карбофурану. Для боротьби з блішками використовувався широкий спектр активних інгредієнтів, таких як діазинон, фосалон, монокротофос, тіометон, карбарил, альфаметрин, циперметрин і дельтаметрин. Попелиця в основному контролювалася за допомогою системних діючих речовин тіометон, диметоат, метилдеметон, карбаміл тощо або перметрин. Середня кількість діючої речовини на 1 га цукрових буряків за 1981-1989 рр. становила 1,64 кг. Протягом 1990-х до 2018 року для контролю шкідників застосовувалося 0,05-0,1 кг активної речовини неонікотиноїдів під час обробки насіння на 1 га цукрових буряків. Позакореневе підживлення інсектицидами проводилося тільки в разі необхідності боротьби з буряковим довгоносиком.

Тому неонікотиноїди сприяли значному зменшенню кількості інсектицидів, що використовалися у вирощуванні цукрових буряків. Підтверджено, що обробка насіння цукрових буряків імідаклопридом забезпечує задовільний захист молодих рослин від слабкого та помірного зараження дротяниками, блішками та попелицями.

Вчені проаналізували можливі наслідки заборони неонікотиноїдів для зараження цукрових буряків шкідниками в Північній та Центральній Європі та дійшли висновку, що обробка насіння неонікотиноїдами забезпечує достатній захист від попелиць, переносників вірусу жовтухи. Оскільки попелиці зустрічаються раз на рік на кожному полі, було передбачено, що заборона не матиме серйозних наслідків для виробництва цукрових буряків. Крім того, було запропоновано розробити системи моніторингу та моделі для визначення регіонів (років) із високим ризиком шкідників і дозволити використання інсектицидів для обробки насіння лише тоді, коли очікується високий тиск попелиць.

Метою даного дослідження було визначити ефективність обробок насіння неонікотиноїдами щодо основних шкідників цукрових буряків протягом двох вегетаційних періодів та в різних кліматичних умовах у двох регіонах Хорватії (Лукачі та Товарнику); фактичну чутливість до окремих шкідників за конкретних агрокліматичних умов та ступінь ефективності обробок насіння неонікотиноїдами для запобігання пошкоджень посівів; а також можливі наслідки заборони неонікотиноїдів для виробництва цукрових буряків у Південно-Східній Європі.

Результати

На Рис. 2 A-C показано кліматичний аналіз, проведений у Лукачі і Товарнику протягом двох вегетаційних сезонів 2015 та 2016 рр. Не було виявлено суттєвих відмінностей між кліматичними умовами обох ділянок протягом двох досліджуваних років. Порівняно з Товарником, середні температури повітря та ґрунту в Лукачі в обидва роки дослідження були нижчими. Кількість опадів у Лукачі була більшою у 2015 році, тоді як у 2016 році відмінності були не суттєвими.

Протягом двох вегетаційних періодів було зафіксовано зараження цукрових буряків дротяниками, блішками, довгоносиками, попелицями та гусеницями залежно від місця розташування ділянки. До BBCH 12, що відповідає стадії молодого листя (перша пара листків), шкідників не було виявлено. У Таблиці 1 показано  стану посівів на дослідних ділянках та вказано ураження цукрових буряків дротяниками. У 2015 році в Товарнику було виявлено сильне зараження буряків дротяником. Густота рослин на необроблених ділянках була значно меншою у фазі BBCH 19 та 31, порівняно з обробленими рослинами. У Лукачі суттєвої різниці не було виявлено. У 2016 році було виявлено відмінності в кількості рослин на оброблених і необроблених ділянках майже на всіх етапах розвитку рослин, що призвело до висновку, що обидві ділянки були заражені дротяником (Таблиця 1).

Рис. 2. Кліматичні умови: (А) середня температура повітря, (В) середня температура ґрунту та (С) опади у Лукачі та Товарнику, моніторинг на найближчих кліматичних станціях та результати статистичного аналізу. Значення, за якими слідують однакові літери, істотно не відрізняються (p > 0,05; тест HSD). Істотних відмінностей між роками не виявлено.

Таблиця 1. Густота посівів (кількість рослин/10 м2) після різних обробок на різних стадіях розвитку рослин (BBCH)

Середні значення, за якими слідує однакова літера у стовпці, суттєво не відрізняються (p = 0,05, новий MRT Дункана).

У результаті ураження дротяником місце розташування, обробки інсектицидами та їх поєднання мали значний вплив на густоту посівів на всіх етапах розвитку рослин (від BBCH 12 до BBCH 34), що доводить, що зараження дротяником значно відрізнялося у контексті регіонів, а також те, що обробка насіння неонікотиноїдами здатна захищати рослини від зараження дротяником за різних умов навколишнього середовища. Третій фактор, рік, суттєво впливав на густоту рослин у перших двох спостереженнях (BBCH 12 та 16), тоді як пізніше в процесі розвитку рослин цей фактор не мав істотного значення. Однак на густоту рослин суттєво (p > 0,05%) впливала комбінація місця розташування ділянки та року, а також комбінація обробки інсектицидами та року протягом усього періоду розвитку рослин від BBCH 12 до BBCH 34. Поєднання всіх трьох факторів суттєво вплинуло на густоту рослин у період їх розвитку від BBCH 19 до BBCH 34.

У Таблиці 2 показано відсоток ураження цукрових буряків блішками. У 2015 році пошкодження від блішок були вищими на самому початку вегетаційного сезону в Товарнику, ніж у Лукачі, і значно вищим на необроблених зразках в обох регіонах. У Лукачі рослини добре розвивалися до кінця BBCH 16 (близько 45 дня), коли зараження припинилося. Усі оброблені сорти в обидва роки дослідження були значно менше зараженими шкідниками. Під час росту розетки цукрових буряків і розвитку рослинного покриву спостерігалися значні відмінності в чисельності блішок на оброблених і необроблених рослинах. У 2016 році в Лукачі спостерігалася значна різниця у пошкодженні блішками оброблених та необроблених буряків. У той же час у Товарнику пошкодження було значно меншим, а відмінності між обробленими та необробленими рослинами також були меншими (Таблиця 2).

Таблиця 2. Пошкодження цукрових буряків блішками на різних стадіях розвитку рослин (BBCH)

Середні значення, за якими слідує однакова літера у стовпці, суттєво не відрізняються (p = 0,05, тест Тьюкі).

Місце розташування та рік суттєво впливали на пошкодження рослин блішками на двох стадіях розвитку рослин (BBCH 16 та 19) (Таблиця 3). Середній відсоток пошкодження в Лукачі був значно вищим і становив 22,1% і 27,4%, порівняно з пошкодженням, що спостерігалося у Товарнику, де воно становило 17,4% і 18,6% у фазі BBCH 16 і BBCH 19 відповідно. У той же час на пошкодження рослин значно впливала обробка інсектицидами на всіх трьох стадіях розвитку рослин (BBCH 12-19), що доводить, що обробка насіння неонікотиноїдами захищає буряки від зараження блішками. Значна (p > 0,05%) взаємодія між усіма трьома факторами (місце розташування × рік × обробка інсектицидами) у контексті ураження буряків блішками виявлялася на всіх трьох стадіях розвитку рослин. Значна взаємодія місця розташування ділянки та обробки інсектицидам спостерігалася на першій і останній спостережуваних стадіях розвитку рослин (BBCH 12 і 19), а взаємодія «рік × місце розташування ділянки» та «рік × застосування інсектициду» — на всіх трьох спостережуваних стадіях розвитку рослин (BBCH 12-19).

У Таблиці 3 показано пошкодження цукрових буряків довгоносиком. У 2015 році напад довгоносиків був відносно слабким. Як і очікувалося, в Лукачі спостерігалася деяка ефективність інсектицидів у зниженні рівня шкоди довгоносиків. Більше довгоносиків протягом BBCH 31-34 не спостерігалося. У 2016 році зараження було значно більшим, особливо в Товарнику. Пошкодження необроблених ділянок було значно вищим, ніж оброблених. За цих умов обробка насіння неонікотиноїдами показала задовільні результати щодо захисту цукрових буряків на найбільш чутливих стадіях розвитку рослин.

 

Таблиця 3. Пошкодження цукрових буряків довгоносиком на різних стадіях розвитку рослин (BBCH)

Середні значення, за якими слідує однакова літера у стовпці, суттєво не відрізняються (p = 0,05, тест Тьюкі).

Місце розташування ділянки та обробка інсектицидами суттєво (р > 0,05%) впливали на пошкодження цукрових буряків довгоносиком на всіх трьох стадіях розвитку рослин (від BBCH 12 до BBCH 19), рік впливав на стадіях BBCH 16 та BBCH 19. Середній відсоток пошкоджень в Лукачі був значно нижчим та становив 0,63%, 0,67% та 2,49%, порівняно з ушкодженнями, які спостерігалися у Товарнику та становили 3,42%, 5,36% та 5,41% на стадіях BBCH 12, BBCH 16 та BBCH 19. У той же час на пошкодження рослин значно впливала обробка інсектицидами на всіх трьох стадіях розвитку рослин (BBCH 12-19), що доводить, що обробка насіння неонікотиноїдами захищає буряки від довгоносиків на ранніх стадіях їх розвитку. Значна взаємодія (p > 0,05%) між усіма трьома факторами (місце розташування ділянки × рік × обробка) була виявлена лише на стадії BBCH 19.

Не спостерігалося значної взаємодії «обробка × місце розташування ділянки» для ураження цукрового буряка довгоносиками на будь-якій стадії розвитку рослин. Значна взаємодія (p > 0,05%) «рік × місце розташування» та «рік × застосування інсектициду» у контексті ураження цукрового бурякова довгоносиками була виявлена на двох із трьох спостережуваних стадій розвитку рослин (BBCH 12 та BBCH 16).

У Таблиці 4 показано відсоток заражених гусеницями цукрових буряків на різних стадіях розвитку. У 2015 році в польових випробуваннях у Товарнику молодих гусениць не було виявлено. У Лукачі гусениці з’явилися на 20 днів раніше, ніж очікувалося, на стадії розвитку листя BBCH 19. У 2016 році в Товарнику не спостерігалося пошкоджень гусеницями, тоді як у Лукачі гусениці з’явилися на стадії BBCH 31,але максимальне зараження гусеницями виявилося меншим, ніж роком раніше.

Таблиця 4. Цукрові буряки, заражені (у %) гусеницями, на різних стадіях розвитку (BBCH)

Середні значення, за якими слідує однакова літера у стовпці, суттєво не відрізняються (p = 0,05, тест Тьюкі).

На відсоток пошкоджених гусеницями рослин суттєво впливало місце розташування ділянки. Відсоток пошкоджених рослин у Лукачі був значно вищим, ніж у Товарнику. У той же час на відсоток пошкоджених рослин суттєво вплинула обробка інсектицидами на стадіях BBCH 19, 31, 34 та 36, що довело, що обробка інсектицидами значно захищає молоді цукрові буряки від гусениць до BBCH 38. Суттєвих відмінностей між інсектицидними обробками не спостерігалося, за винятком BBCH 19 у Лукачі. На відсоток пошкоджених рослин також впливав рік вирощування. У 2016 році пошкодження були більшими, у порівнянні з 2015 роком, на всіх спостережуваних стадіях розвитку рослин. Значна взаємодія (p > 0,05%) між усіма трьома факторами (місце розташування × рік × обробка інсектицидами) була виявлена лише на стадії BBCH 36. Значна взаємодія «обробка інсектицидами × місце розташування» та «рік × місце розташування» спостерігалася на всіх етапах розвитку рослин. Значна взаємодія «застосування інсектицидів × рік» була виявлена лише на одній спостережуваній стадії розвитку рослин (BBCH 36).


988